硅酸钠与乙烯基三乙氧基硅烷的二维相关近红外光谱分析

• 作者: 张文博 符小慧
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 化学
• 关键词: 近红外光谱 二维相关光谱 硅酸钠 乙烯基三乙氧基硅烷
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 页码范围: 782-786
• 页数: 5页
• 分类号: O657.3
• 字数: 2546字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2020)03-0782-05

摘要

关于超疏水涂层的制备有许多研究,其中硅衍生物涂层是一个重点,然而硅衍生物形成机理的研究还鲜有报道.以硅酸钠和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)作为硅衍生物的反应物,利用近红外光谱(near in-frared,NIR)和二维相关分析(2D-correlation analysis,2DCorr)方法探讨硅衍生物的反应机理.首先,采用德国Bruker公司的MPA型傅里叶近红外光谱仪采集样品的光谱信息,分析了17 Wt％ 硅酸钠、97 Wt％V T ES以及两者1:5摩尔比混合体系的分子结构变化特征,结果发现:混合体系在5176～4250 cm-1范围内出现了Si—O—H和Si—O—Si基团的吸收峰,说明溶液中两者混合后发生了水解缩合反应;并发现10262 cm-1处的游离羟基减少并向低频方向偏移,8905 cm-1处以氢键缔合的羟基增加;含氢键的醇从7203 cm-1偏移到6846 cm-1.将硅酸钠和V T ES按照7种不同摩尔比混合并搅拌成溶胶凝胶状,采集这些样品的光谱信息,并且对吸收峰进行归属,结果发现:随着V T ES的比例增加,游离羟基以及含氢键的醇减少,结合羟基增加,含硅基团也在增加.最后,对不同摩尔比的混合体系的光谱数据进行基线校正,运用软件M atlab 6.5计算基于摩尔比例扰动的二维相关光谱,提高近红外光谱的分辨率和分析不同官能团之间的变化顺序.结果发现:10262 cm-1处吸收峰的变化先于8905 cm-1处吸收峰的变化,7026(6846)cm-1处吸收峰的变化晚于5859 cm-1处吸收峰的变化,5264(5176)cm-1处吸收峰的变化晚于4397 cm-1处吸收峰的变化,4667 cm-1处吸收峰的变化晚于4397 cm-1处吸收峰的变化.不同波数的吸收峰变化顺序对应其归属的官能团的变化顺序,进而揭示了近红外光谱中基团变化的原因.硅酸钠和V T ES两种溶液混合后形成的溶胶凝胶是具有三维网状结构的硅-聚合物,这种聚合物具有疏水性质能被广泛应用.研究结果将有利于更深刻地理解硅酸钠和V T ES混合体系水解缩合反应过程以及分子结构变化,为其进一步的研究和使用提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张文博	北京林业大学材料科学与技术学院	22	42	3.0	5.0
2	符小慧	北京林业大学材料科学与技术学院	4	2	1.0	1.0